hi,小慕
大学物理(机械振动 机械波 光学 量子力学基础)
第1次开课
开课时间: 2021年08月26日 ~ 2022年02月18日
学时安排: 4
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课程详情
课程评价(563)
spContent=该课程以教育部高等学校非物理类专业物理基础课程教学指导分委员会 “非物理类理工学科大学物理课程教学基本要求”为指导,内容包括机械振动、机械波、波动光学、早期量子论和量子力学基础,对应于线下32学时,教学内容和教学要求与线下同步。该课程的特色在于:一、每个短视频以有趣的问题引入,明确了每一部分的学习目标,让你的学习有目的;二、视频内容全面,系统,有理论、有例题,课后有与学习目标对应的测试题,如果你能完整地学完本课程,获得的学习效果将与坐在教室上课一样。南京航空航天大学教学团队欢迎你的到来!
该课程以教育部高等学校非物理类专业物理基础课程教学指导分委员会 “非物理类理工学科大学物理课程教学基本要求”为指导,内容包括机械振动、机械波、波动光学、早期量子论和量子力学基础,对应于线下32学时,教学内容和教学要求与线下同步。该课程的特色在于:一、每个短视频以有趣的问题引入,明确了每一部分的学习目标,让你的学习有目的;二、视频内容全面,系统,有理论、有例题,课后有与学习目标对应的测试题,如果你能完整地学完本课程,获得的学习效果将与坐在教室上课一样。南京航空航天大学教学团队欢迎你的到来!
—— 课程团队
课程概述

物理学是研究物质的基本结构、基本运动形式、相互作用的自然科学。它的基本理论渗透在自然科学的各个领域,应用于生产技术的许多部门,是其他自然科学和工程技术的基础。以物理学基础为内容的大学物理课程,是高等学校理工科各专业学生一门重要的通识性必修基础课。该课程以教育部高等学校非物理类专业物理基础课程教学指导分委员会 “非物理类理工学科大学物理课程教学基本要求”为指导,内容包括力学、狭义相对论、热学、电磁学。本课程的培养目标设定如下:

知识目标:系统地认识和正确地理解物理学的基本概念、基本理论和基本方法,通过学习机械振动、机械波、波动光学、早期量子论和量子力学基础,为进一步学习专业课打下坚实的物理基础;

能力目标:运用物理学的基本理论和基本观点,通过观察、分析、综合、演绎、归纳、科学抽象、类比联想、实验等方法培养学生发现问题和提出问题的能力,提高学生科学观察和思维的能力;根据物理问题的特征、性质以及实际情况,抓住主要矛盾,进行合理的简化,建立相应的物理模型,并用物理语言和基本数学方法进行描述,运用所学的物理理论和研究方法进行分析、研究,提高学生分析问题和解决问题的能力;

素质目标:注重物理学原理在工程中的应用,培养学生的创新意识,能够运用物理学原理分析和解决工程问题;在课程中融入爱国主义情怀,人生哲理引导,注重科学思维方法的训练和科学伦理的教育,培养学生探索未知、追求真理、勇攀科学高峰的责任感和使命感,帮助学生树立科学的世界观,培养学生良好的科学素养。

课程大纲
机械振动
课时目标:1.能描述简谐振动的基本特征以及简谐振动的三个特征量—振幅、角频率(频率,周期)、相位的物理意义和各量之间的相互关系;2.能用旋转矢量法和图线表示法表示简谐振动,并能根据初始条件写出简谐振动的运动表达式。3.能根据给定条件建立一维运动的微分方程,并判断物体是否作简谐振动,求出简谐振动的周期。4.能归纳简谐振动的能量特征。5.通过学习,能复述阻尼振动的成因并能准确判断哪些振动属于阻尼振动;6.能解释受迫振动的形成,能区别受迫振动与自由振动;能表述共振的概念及其应用。7.能够计算同方向、同频率简谐运动的合成规律;8.能解释拍的现象,会求拍频。
1.1 谐振动
1.2 阻尼振动 受迫振动和共振
1.3 一维谐振动的合成
1.4 二维谐振动的合成
机械波
课时目标:1.能表述机械波产生和传播条件;能表述描述波的波面和波线的概念;2.能准确给出描述平面简谐波各物理量如振幅、频率(角频率、周期)、相位、波速(相速)的意义及各量间的关系;3. 能表述波函数的物理意义;能由已知质点的简谐振动规律求解平面简谐波的波函数(*);4.了解波动(微分)方程建立的方法及其意义(Δ);5.能够描述波的能量传播特征;复述波的能量、能流、平均能流密度(波的强度)概念;6.复述惠更斯原理,并且能够运用惠更斯原理定性解释衍射、反射与折射现象;7.能复述波传播的独立性、波的叠加性;8.能表述干涉的条件,会利用波程差或相位差分析、确定相干波叠加后干涉加强和减弱的条件(*);9.能判断什么样的波叠加后会形成驻波;会计算驻波的波函数及驻波振幅和相位分布特点,会计算波腹和波节的位置;能分析驻波和行波区别(*);10.能复述半波损失的概念及产生条件;能由已知入射波波函数和反射面特性求解出反射波波函数(*);11.能简述机械波的多普勒效应;能区分声源运动与接收器运动造成多普勒频移的原因;会计算存在多普勒效应时接收器接收到的频率(*);
2.1 机械波的产生和传播
2.2 平面简谐波的波函数 平面波的波动方程
2.3 波的能量 波的强度
2.4 惠更斯原理 波的衍射 反射和折射
2.5 波的叠加 波的干涉 驻波
2.6 多普勒效应
光学
课时目标:1.描述光波的物理图像;2.复述光的相干条件;列举获得相干光的两种方法,举例分波阵面法获得干涉的方法、举例分振幅法获得干涉的方法。3.叙述杨氏双缝实验的实验装置,说明各元件的尺寸特征;写出两束光的相位差,推导明暗纹的位置,分析干涉条纹分布规律;根据已知条件能够计算条纹间距或者入射波长(*).4.复述光程概念,叙述光程的物理含义;写出光程差与相位差的关系;写出一般的用光程差表示的干涉方程; 能够正确写出杨氏双缝实验中两束相干光的光程差,并判断明暗纹的条件(*)。5.能给出薄膜干涉(等倾干涉和等厚干涉)公式;能分析干涉条纹分布规律(主要是等厚干涉条纹);会用等厚干涉求解微小尺寸或判断光学平面的平整度(*)。6.能画出迈克尔逊干涉仪的光路并分析其工作原理;能利用迈克尔逊干涉仪进行光学元件厚度或折射率测量(*)。7.能表述惠更斯—菲涅尔原理的物理内容(Δ);8.能给出夫琅和费单缝衍射光路图;会用菲涅尔半波带法分析夫琅和费单峰衍射条纹分布规律;会分析计算夫琅和费单缝衍射的一般问题,如单缝或透镜垂直运动,衍射条纹会如何变化?(*)9.能给出小孔衍射的光路图;能简述瑞利判据、分辨极限和分辨本领;会求解光学仪器的分辨率相关问题。10.分析光栅衍射条纹的形成机制;能结合具有实例分析光栅衍射谱线位置、主极大条数、缺级情况等问题;会分析光栅常量及光波波长对光栅衍射条纹分布的影响(*)。11.能分析X射线在晶体中衍射的基本规律;会利用布拉格公式解决实际问题(如获得晶体的晶格常数或X射线的波长)。12.能判断自然光、线偏振光和部分偏振光;能用几何图示给出自然光、线偏振光和部分偏振光;能指出偏振片的特性,能从自然光获得线偏振光并能检验光的偏振类型;能复述马吕斯定律,会用马吕斯定律求解实际问题(*)。13.能描述反射光和折射光的偏振性质;能复述布儒斯特定律,会用布儒斯特定律解决实际问题(*)。
3.1 相干光
3.2 双缝干涉
3.3 光程与光程差
3.4 薄膜干涉
3.5 迈克尔逊干涉仪
3.6 光的衍射现象 惠更斯-菲涅尔原理
3.7 单缝的夫琅禾费衍射
3.8 圆孔的夫琅禾费衍射 光学仪器的分辨本领
3.9 光栅衍射
3.10 X射线的衍射
3.11 光的偏振态
3.12 起偏 检偏 马吕斯定律
3.13 反射和折射时光的偏振
早期量子论和量子力学基础
课时目标:1.能复述单色辐出度、辐出度的概念;能描述黑体辐射的基本规律,会用斯特藩-玻尔兹曼定律和维恩位移公式解决实际问题;能指出经典物理在解决黑体辐射问题时遇到的困难;能表述普朗克量子假设的物理意义,能用普朗克量子假说解释黑体辐射现象。2.能简述光电效应的实验规律,会用爱因斯坦的光子理论解释光电效应(*)。3.能简述康普顿效应的实验规律,会用爱因斯坦的光子理论解释光康普顿效应(*)。4.能表述氢原子光谱的规律及波尔氢原子理论(Δ)。5.能表述不确定关系的意义;能指出不确定关系存在的物理机制;会用海森堡不确定关系式解决实际问题中物理量的不确定范围。6.能正确表述物质波波函数及其统计诠释;能解释波函数标准化和归一化条件。会用物质波的波函数求解微观粒子在某一范围出现的概率(*)。7.能指出薛定谔方程的建立方法;能表述薛定谔方程的地位。8.了解一维定态薛定谔方程; 能复述量子力学处理问题的方法、步骤;能描述隧道效应及其应用;能描述原子中电子运动状态的四个量子数(Δ)。。
4.1 热辐射 普朗克的能量子假设
4.2 光电效应 爱因斯坦的光子理论
4.3 康普顿效应
4.4 氢原子光谱 波尔的氢原子理论
4.5 德布罗意波 微观粒子的波粒二象性
4.6 不确定性原理
4.7 波函数及其统计诠释
4.8 薛定谔方程
4.9 一维定态薛定谔的应用
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预备知识

高中物理知识;高等数学微积分知识。

参考资料

程守诛,江之永编. 普通物理学(第七版) [M]. 北京:高等教育出版社,2016.

常见问题

Q :  线上学习印象不深刻怎么办?A :一边听课,一边记笔记,俗话说“好记性不如烂笔头”。            

Q :  线上学习不能及时答疑怎么办?A :把你的问题放在‘我的问题’区,每天会有老师定时答疑


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马海霞

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李晋斌

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副教授

杨雁南

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教授

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